//Logo Image
作者:蔡宗成、陳明周(2001-06-19);推薦:徐業良(2001-06-21)

89C51單晶片接腳簡介與電路設計

Abstract

The 89C51 is a CMOS 8-bit microcomputer with 4K bytes of Flash programmable and erasable read only memory (PEROM). We want to develop embedded control applications for the robot system of the telepresence agent project. For example, 89C51 can control motors with wireless devices. A PC can transmit data to 89C51 via RS232 serial port for controlling, communicating or receiving. This document is a basic introduction to 89C51.

1. 89C51單晶片簡介

1所示為89C51單晶片接腳圖,此單晶片由ATMEL公司所製造,可重複燒錄1000次以上。89C51單晶片必須供應電壓,電源接腳為VCC(pin40)GND(pin20),工作電壓在4V~6.6V之間,建議使用+5V電源供應器,可保持單晶片工作壽命。

1. 89C51單晶片接腳圖【1

89C51單晶片接腳簡介如下:

PORT0

PORT0包括P0.0~P0.7(pin39~pin32),主要有記憶體擴充位址∕資料匯流排、燒錄時的資料碼輸入與輸出、以及一般I/O等三個功能。

PORT1

PORT1包括P1.0~P1.7(pin1~pin8),有燒錄時的低位元組位址與一般I/O兩個功能。

PORT2

PORT2包括P2.0~P2.7(pin21~pin28),有記憶體擴充時的高位元組位址匯流排、燒錄時的控制功能、以及一般I/O等三個功能。

PORT3

PORT3包括P3.0~P3.7(pin10~pin17),有一般I/O功能與表2所列特殊功能,其中P3.0P3.1可作為RS-232信號輸出與輸入。

2. PORT3特殊功能【1

2. 89C51單晶片基本電路設計

時脈設計

89C51的時脈接腳為XTAL1(pin19)XTAL2(pin18),如圖3所示,於pin1819之間接一個石英振盪器(常用頻率在3.58MHz6MHz11.0592MHz12MHz),並各接一電容與接地,電容以20p~30p較為適當。

3. 時脈振盪電路

重置電路設計

RST(pin9)89C51的重置接腳,如圖4所示,要使程式碼重新執行時,只要按下SW開關,使RESET接腳有+5V的高電位,使系統重置而重新執行程式。

4. RESET電路

基本I/O電路設計

如圖5所示,為89C51單晶片基本輸出電路,PORT2連接LED後,再接上200歐姆電阻作為限流裝置,防止LED燒毀,最後接上VCC供應電源,當PORT2輸出腳為0時,LED亮,例如控制PORT2.0 = 0時,第一支LED亮。89C51單晶片可藉由控制這些腳位的電壓,產生數位訊號,經過放大電路,進而控制周邊設備,如步進馬達等。

5. 基本輸出電路設計

單晶片可以讀取數位訊號輸入,以KEYBOARD矩陣式開關或是DIP開關作為訊號輸入裝置。一般而言,溫度、溼度等物理現象,都是經由感測器而得到類比電壓訊號,透過類比至數位轉換器(ADC),將類比訊號轉換成數位訊號,便能由89C51單晶片處理器做資料處理或控制,甚至傳送至遠方做進一步應用。

RS232應用電路

RS232串列埠是一個相當重要的介面協定標準,只要彼此有一個共通協定,包括傳輸格式、電器特性等,不同的電子設備都可以透過RS232進行資料傳輸與溝通。

如圖6所示,電腦經由RS232輸出訊號,必須使用轉換電路晶片,例如MAX-232或其相容單晶片,使電腦與89C51單晶片彼此電位相等,完成硬體設備。接下來,就是設計RS232軟體程式,須注意的是,電腦程式與89C51單晶片彼此的傳輸協定-鮑率(Baud-Rate)必須相同,才能確保資料傳輸正確。

6. RS232硬體線路圖

3. 檢修動作

89C51單晶片完成基本設計電路時,如果不能做動,基本檢修動作是使用三用電表對下列腳位進行量測:

(1)       VCC(pin40)GND(pin20)是否為+5V

(2)       RESET(pin9)是否為0V

(3)       EA/VPP(pin31)是否為+5V

(4)       ALE/PROG(pin30)是否有脈波輸出

(5)       MAX-232電位轉換電路晶片之pin2pin6是否為+10V與-10V之間

參考資料

1.      ATMELhttp://www.atmel.com.

2.      鍾自立、張正賢編,8051實作與燒錄器製作,宏友書局,2000

3.      楊忠煌、黃博俊、李文昌編,單晶片8051實務與應用,全華書局,2000